王德英，楊海風(fēng)，于喜通，谷志猛 （中海石油 （中國(guó)）有限公司天津分公司，天津300452）

傳統(tǒng)研究認(rèn)為渤海海域新近系眀化鎮(zhèn)組 （Nm）以曲流河沉積為主，曲流河河道砂體和泛濫平原泥巖可構(gòu)成良好的儲(chǔ)蓋組合。但由于河道砂體多呈不連續(xù)的條帶狀展布，基于目前儲(chǔ)層沉積和儲(chǔ)層反演技術(shù)的預(yù)測(cè)，難以進(jìn)行準(zhǔn)確有效的刻畫(huà)，存在較大的勘探風(fēng)險(xiǎn)。隨著渤海油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的發(fā)展需求，亟需加強(qiáng)對(duì)淺層新近系的勘探，為油田的快速穩(wěn)定發(fā)展提供儲(chǔ)量保障。為此，諸多專家學(xué)者在系統(tǒng)研究渤海海域新近系古地理的基礎(chǔ)上，對(duì)其沉積體系展開(kāi)了大量研究。研究認(rèn)為，新近系渤海海域?yàn)楹栉s階段，由于盆地發(fā)育期構(gòu)造穩(wěn)定、沉降緩慢，且具有“盆大水淺、地形平緩”等特征，利于淺水三角洲沉積體的發(fā)育［1～4］。渤海海域勘探實(shí)踐表明，淺水三角洲分流河道砂體、河口壩砂體、席狀砂體連續(xù)性和連通性遠(yuǎn)好于曲流河沉積，砂體整體形態(tài)上呈現(xiàn)出明顯的扇狀－坨狀，展布面積大，為大規(guī)模油氣聚集提供了基礎(chǔ)。得益于該認(rèn)識(shí)的提出，2010～2012年，渤海油田以淺水三角洲砂體為主要研究目標(biāo)，在石臼坨凸起這一勘探老區(qū)展開(kāi)了大規(guī)模的構(gòu)造巖性勘探，并獲重大突破，成功發(fā)現(xiàn)一新的億噸級(jí)油田，有望再次掀起渤海海域淺層勘探的高潮，加速了勘探戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)移。筆者基于最新勘探成果，從層序結(jié)構(gòu)、古地貌、基準(zhǔn)面旋回等多個(gè)角度，對(duì)淺水三角洲沉積體系內(nèi)砂分散體系控制因素進(jìn)行探討，以期對(duì)渤海海域下步淺層油氣勘探有所啟示。

1 區(qū)域概況

石臼坨凸起是渤海灣盆地的一個(gè)重要的二級(jí)構(gòu)造單元，位于渤海海域的中部，夾持于渤中凹陷和秦南凹陷2大生烴凹陷之間，面積約1000km2。目前，石臼坨凸起已基本被三維地震所覆蓋，且已在十幾個(gè)構(gòu)造上鉆探各類探井50余口，是渤海海域油氣勘探程度較高的區(qū)域之一，也是渤海油田重要的儲(chǔ)量增長(zhǎng)區(qū)。已鉆井揭示，石臼坨凸起在基底潛山之上古近系東營(yíng)組、新近系館陶組和Nm、第四系平原組等連續(xù)沉積，其中主要含油氣層系為Nm。構(gòu)造研究表明，石臼坨凸起中段新近系沉積時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，湖泊水域范圍較大，但水體較淺，湖底地形坡度相對(duì)較小，具備發(fā)育淺水三角洲沉積的地質(zhì)條件［5］。

2 層序結(jié)構(gòu)劃分及特征

石臼坨凸起新近系明化鎮(zhèn)組下段 （NmL）由灰色、綠灰色、褐紫色泥巖夾中厚層－薄層砂巖組成，為一個(gè)完整的三級(jí)層序 （SQml）。

低位體系域?yàn)闇\水三角洲水上平原及淺水三角洲前緣沉積，古生物分子主要為藻類、近岸沼澤類，干燥溫暖型分子占優(yōu)勢(shì)［6］。湖侵體系域?yàn)闇\水三角洲前緣及前淺水三角洲沉積，近岸沼澤類及喜濕熱分子等古生物分子含量明顯增高，反映了水體范圍的擴(kuò)張。高位體系域主要受水深變化的影響，早期和晚期沉積特征有所差異，早期高位體系域?yàn)榍皽\水三角洲及淺水三角洲前緣沉積，晚期高位體系域演變?yōu)闇\水三角洲前緣及水上平原沉積。高位體系域內(nèi)古生物分子中近岸沼澤類及喜濕熱分子含量降低，喜溫分子含量增加，表明水體范圍逐漸萎縮。依據(jù)巖性組合及湖平面變化特征，SQml三級(jí)層序可進(jìn)一步劃分為5個(gè)四級(jí)層序 （圖1）。

圖1 石臼坨凸起NmL層序地層劃分及特征

1）PSQml－1四級(jí)層序?yàn)镾Qml層序低位體系域，湖平面快速上升，上升半旋回較發(fā)育，測(cè)井曲線整體表現(xiàn)為圣誕樹(shù)形及低平齒狀的快速退積結(jié)構(gòu)，沉積微相類型主要為水上分流河道、水下分流河道及分流間灣，巖性組合為灰色、灰綠色泥巖與薄層、中－厚層砂巖互層。

2）PSQml－2四級(jí)層序?yàn)镾Qml層序湖侵體系域，湖平面持續(xù)快速上升，上升半旋回較發(fā)育。測(cè)井曲線整體表現(xiàn)為低平齒狀特征，呈持續(xù)加積結(jié)構(gòu)，沉積微相為濱淺湖泥、前緣席狀砂、水下分流河道和分流間灣。巖性組合為灰色、紫色厚層泥巖與薄層砂巖互層。

3）PSQml－3四級(jí)層序?yàn)镾Qml層序湖侵體系域及早期高位體系域，湖平面持續(xù)上升后緩慢下降，上升半旋回發(fā)育。測(cè)井曲線整體表現(xiàn)為圣誕樹(shù)形和低平齒狀特征的退積結(jié)構(gòu)，沉積微相主要為濱淺湖泥、水下分流河道和分流間灣沉積。巖性組合主要為灰色、灰綠色厚層泥巖與薄層、中－厚層砂巖互層。

4）PSQml－4四級(jí)層序?yàn)镾Qml層序早期高位體系域，湖平面緩慢下降，下降半旋回發(fā)育。測(cè)井曲線整體表現(xiàn)為低平齒狀特征，為持續(xù)加積－進(jìn)積結(jié)構(gòu)。沉積微相為水下分流河道微相和分流間灣微相。巖性組合為灰色、灰綠色、紫色厚層泥巖與薄層、中－厚層砂巖互層。

5）PSQml－5四級(jí)層序?yàn)镾Qml層序晚期高位體系域，湖平面快速下降，下降半旋回發(fā)育。測(cè)井曲線整體表現(xiàn)為漏斗形及齒狀低平曲線，呈持續(xù)進(jìn)積結(jié)構(gòu)。沉積微相類型主要為水上分流河道微相和分流間洼地微相。巖性組合為紅褐色、灰色厚層泥巖與薄層、中－厚層砂巖互層。

3 砂體分散體系控制因素分析

3.1 層序結(jié)構(gòu)控制了砂體垂向非均一性

低位體系域沉積時(shí)期，湖平面整體較低，物源補(bǔ)給能力較強(qiáng)，砂質(zhì)含量高［7］。尤其是早期砂體單層厚度大，主要發(fā)育厚層砂體 （砂體厚度8～18m），隨著湖平面的不斷上升，砂質(zhì)含量不斷降低，砂體單層厚度不斷減小 （砂體厚度3～10m），發(fā)育退積型分流河道砂體為主。整體上低位體系域砂巖體積分?jǐn)?shù)為28.9%～48.4% （平均為39.5%）。

湖侵體系域沉積時(shí)期，湖平面整體較高，物源補(bǔ)給相對(duì)較弱，主要以發(fā)育退積型和加積型結(jié)構(gòu)為主的水下分流河道和席狀砂砂體沉積，砂質(zhì)含量較低，砂體單層厚度較低位體系域明顯減小，主要發(fā)育薄層砂體 （砂體厚度2～6m）。湖侵體系域砂巖體積分?jǐn)?shù)為4.8%～30.3% （平均為19.0%）。

高位體系域，由于湖平面的快速下降，物源補(bǔ)給增強(qiáng)，早期高位體系域發(fā)育向上變深的退積結(jié)構(gòu)，晚期高位體系域演變?yōu)橄蛏献儨\的進(jìn)積型結(jié)構(gòu)。其中，向上變深的退積型結(jié)構(gòu)是由于平原相分流河道自旋回形成的。高位體系域的沉積物粒度總體表現(xiàn)為自下而上越來(lái)越粗的特征。主要發(fā)育單層厚度較大的分流河道砂體 （砂體厚度4～12m）。早期高位體系域砂巖體積分?jǐn)?shù)為6.6%～40.2% （平均為26.9%），晚期高位體系域砂巖體積分?jǐn)?shù)為7.5%～66.2% （平均為33.6%）。

石臼坨凸起NmL經(jīng)歷了一個(gè)完整的由低位體系域向高位體系域演化的過(guò)程。低位體系域砂體相較湖侵體系域和高位體系域單層厚度大，且以厚層狀砂體為主；湖侵體系域和早期高位體系域砂體不發(fā)育，主要以薄層為主；而晚期高位體系域則發(fā)育單層厚度較大的分流河道砂體。因此，層序結(jié)構(gòu)控制了砂體垂向上的非均一性，低位體系域砂體最富集、其次為晚期高位體系域，早期高位體系域和湖侵體系域砂體不發(fā)育。

3.2 微古地貌控制了砂體橫向非均一性

由于NmL沉積時(shí)期渤海灣盆地構(gòu)造活動(dòng)趨于穩(wěn)定，同沉積斷層不甚發(fā)育，受該類斷層控制形成的構(gòu)造坡折帶不發(fā)育，僅以“若隱若現(xiàn)”的形式存在，對(duì)砂體發(fā)育及展布的控制作用不明顯。但在沉積演化過(guò)程中，同一沉積時(shí)期平面上，由于不同部位沉積的巖性存在差異，導(dǎo)致壓實(shí)作用和抗侵蝕強(qiáng)度產(chǎn)生一定的差異性，進(jìn)而形成一系列的局部微型隆起和局部小型次洼或水道。在淺水湖盆中，正是受微古地貌差異的影響，同一沉積時(shí)期不同部位可容空間的規(guī)模具有一定的差異性，進(jìn)而控制了沉積砂體在橫向上非均勻展布的特點(diǎn)。

通過(guò)古地貌恢復(fù)可以看出，在低位體系域QHD33－1S－2井區(qū)發(fā)育一次級(jí)洼地，利于分流河道與河口壩沉積，分流河道順溝谷向低洼處延伸，在低洼處沉積物快速卸載，形成河口壩。在順延河道的地震剖面上，可見(jiàn)該河道具有橫向連續(xù)性較好，振幅反射較強(qiáng)的特征，而在該河道底部振幅明顯偏弱，表明河道之下的早期沉積為偏細(xì)粒沉積。在湖平面處于較高位置時(shí)，某些分布范圍較大且平緩的古地貌及次洼區(qū)，其前緣砂體由于長(zhǎng)期受到湖水改造，極易形成片狀席狀砂體。

因此，局部微型隆起和局部小型次洼或水道等微古地貌控制了沉積砂體在橫向上的展布，次級(jí)洼地區(qū)更利于分流河道與河口壩沉積，砂體相對(duì)富集。

3.3 基準(zhǔn)面旋回控制砂體疊置樣式

古氣候研究表明，研究區(qū)NmL沉積時(shí)期先后經(jīng)歷了2次干旱－潮濕旋回變化，反映了一個(gè)三級(jí)層序中基準(zhǔn)面上升－下降的完整旋回。

基準(zhǔn)面上升早期（低位體系域沉積時(shí)期），氣候相對(duì)比較干燥，湖泊萎縮，物源水系向湖盆中央推進(jìn)，主要發(fā)育以枝狀分流河道型沉積體為主要特征的極淺水三角洲沉 積［8～12］。 該 時(shí) 期 分流河道砂體占主導(dǎo)，沉積砂體之間平面上多為側(cè)向疊置接觸，呈拼合狀特征；垂向上砂體具有明顯的相互疊置、彼此切割特征，加積作用較強(qiáng)（圖2）。

基準(zhǔn)面上升中晚期 （湖侵體系域沉積時(shí)期和高位體系域沉積早期），氣候相對(duì)潮濕，湖平面緩慢上升，可容納空間變大，主要發(fā)育朵狀 （毯式）淺水三角洲沉積體。砂體主要為片狀－朵狀河口砂壩、席狀砂體，平面上呈片狀連續(xù)分布；垂向上多為厚層泥巖夾薄層席狀砂，表現(xiàn)為孤立－透鏡狀和迷宮狀的特征。

基準(zhǔn)面下降期 （高位體系域沉積晚期），氣候逐漸干旱，湖平面逐漸下降萎縮，可容納空間略變小。該時(shí)期三角洲沉積主體因內(nèi)、外前緣所處水體深度有差異，砂體的特征有所區(qū)別。內(nèi)前緣分流河道彎曲度增大，伴隨分流河道寬度變大、深度變小，分流河道砂體橫向上極容易連片，形成分布廣泛的席狀砂體，多具拼合板狀的特征。而外前緣水下分流河道在向相對(duì)深水區(qū)逐步推進(jìn)的過(guò)程中遭受湖水改造作用較弱，因此河道砂體的席狀化強(qiáng)度較弱，保留了良好的水下分流河道砂體形態(tài)。

不同的基準(zhǔn)面旋回時(shí)期，砂體不管是在橫向還是垂向上均表現(xiàn)出不同的接觸關(guān)系和疊置樣式，因此基準(zhǔn)面旋回控制了砂體疊置樣式，基準(zhǔn)面的升降決定了砂體的展布規(guī)模和垂向的連通性。

圖2 基準(zhǔn)面變化與砂體疊置關(guān)系示意圖

4 結(jié)論

1）石臼坨凸起NmL為一個(gè)完整的三級(jí)層序 （SQml），并且依據(jù)巖性組合及湖平面變化特征，可進(jìn)一步劃分為PSQml－1、PSQml－2、PSQml－3、PSQml－4和PSQml－5等5個(gè)四級(jí)層序。

2）砂體的展布受層序結(jié)構(gòu)、微古地貌和基準(zhǔn)面旋回的共同控制。層序結(jié)構(gòu)控制了砂體垂向上的非均一性，低位體系域砂體最富集、其次為晚期高位體系域，早期高位體系域和湖侵體系域砂體不發(fā)育。微古地貌控制了砂體橫向非均一性，次級(jí)洼地區(qū)更利于分流河道與河口壩沉積，砂體相對(duì)富集?；鶞?zhǔn)面旋回控制了砂體疊置樣式，基準(zhǔn)面的升降決定了砂體的展布規(guī)模和垂向的連通性。

［1］ 代黎明，李建平，周心懷，等 .渤海海域新近系淺水三角洲沉積體系分析 ［J］.巖性油氣藏，2007，19（4）：75～81.

［2］ 朱偉林，李建平，周心懷，等 .渤海新近系淺水三角洲沉積體系與大型油氣田勘探 ［J］.沉積學(xué)報(bào)，2008，26（4）：674～681.

［3］ 孫和風(fēng)，周心懷，彭文緒，等 .黃河口凹陷新近系淺水三角洲巖性油氣藏成藏模式 ［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，34（2）：11～37.

［4］ 余宏忠，李建平，彭文緒，等 .黃河口凹陷明下段淺水三角洲沉積與巖性油氣藏勘探 ［J］.大慶石油地質(zhì)與開(kāi)發(fā)，2009，28（2）：1～6.

［5］ 王德英，余宏忠，于海波，等.渤海海域新近系層序地層格架約束下巖性圈閉發(fā)育特征分析及精細(xì)刻畫(huà) ［J］.中國(guó)海上油氣，2012，24 （增刊1）：23～28.

［6］ 劉占紅，李思田，辛仁臣，等.地層記錄中的古氣候信息及其與烴源巖發(fā)育的相關(guān)性 .［J］.地質(zhì)通報(bào)，2007，26（7）：830～840.

［7］ 樓章華，盧慶梅，蔡希源，等 .湖平面升降對(duì)淺水三角洲前緣砂體形態(tài)的影響 ［J］.沉積學(xué)報(bào)，1998，16（4）：27～31.

［8］ 呂曉光，李長(zhǎng)山，蔡希源，等 .松遼大型淺水湖盆三角洲沉積特征及前緣相儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)模型 ［J］.沉積學(xué)報(bào)，1999，17（4）：572～577.

［9］ 熊偉，邱桂強(qiáng)，閔偉，等 .斷陷湖盆基準(zhǔn)面變化模式探討 ［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2008，29（3）：412～417.

［10］ 鄒才能，趙文智，張興陽(yáng)，等 .大型敞流坳陷湖盆淺水三角洲與湖盆中心砂體的形成與分布 ［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2008，82（6）：417～528.

［11］ Cross T A.Stratigraphic controls on reservoir attributes in continental strata ［J］.Earth Science Frontiers，2000，7 （4）：322～350.

［12］ Andrew A K，Kenneth G M，Peter J S，et al.Response of late cretaceous migrating deltaic facies systems to sea leve，ltectonics，and sediment supply changes，New Jersey coastal plain，USA ［J］.Journal of Sedimentary Research，2008，78：112～129.